Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt với năng suất 400 kg sản phẩm giờ và cà phê rang xay với năng suất 200 kg nguyên liệu giờ

Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT CÀ PHÊ NHÂN THEO
PHƯƠNG PHÁP ƯỚT VỚI NĂNG SUẤT 400 KG SẢN
PHẨM /GIỜ VÀ CÀ PHÊ RANG XAY VỚI NĂNG SUẤT
200 KG NGUYÊN LIỆU /GIỜ
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Hạnh

Đà Nẵng – Năm 2019

SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

1


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

MỞ ĐẦU
Thế giới đang bước vào thời kỳ công nghệ 4.0 cùng với sự phát triển vượt bậc của
nhiều ngành kinh tế, đời sống tinh thần và vật chất của con người đang ngày một cao
hơn. Hòa cùng sự phát triển của nền kinh tế thế giới, Việt Nam chúng ta cũng đang có
sự phát triển vượt bậc với sự đóng góp khơng ngừng của các mặt hàng xuất khẩu như
may mặc, thủy sản, cà phê, …trong đó cà phê là một trong những mặt hàng mang lại
nguồn thu nhập khơng nhỏ, đóng góp vào sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước.
Cà phê là một đặc sản của đa số các nước vùng nhiệt đới, một mặt hàng được buôn

bán rộng rãi. Cà phê là một thức nước uống hấp dẫn đối với nhiều người và nhiều lứa
tuổi. Đặc biệt là các nước châu Âu, uống cà phê như là một tập quán gắn liền với phong
tục xã hội và mức sinh hoạt vật chất. Còn ở Việt Nam chúng ta, thói quen uống cà phê
mỗi sáng sớm cũng đã hình thành từ rất lâu. Nó như là một thức uống thường nhật khơng
thể thiếu, là một loại thức uống kích thích thần kinh, gây hoạt động minh mẫn cho trí óc
cho con người để có một ngày làm việc hiệu quả.
Trên thế giới hiện nay có khoảng 75 nước trồng cà phê chủ yếu tập trung ở Nam Mỹ,
Châu Phi và Châu Á. Tổng diện tích cà phê thế giới khoảng 10 triệu ha, sản lượng hàng
năm trên dưới 8 triệu tấn, đem lại thu nhập cho khoảng 100 triệu người. Nước ta là một
nước có điều kiện thiên nhiên tốt để phát triển loại cây cao cấp này như ở Gia Lai,
DakLak, Kon Tum,…Theo cục trồng trọt, diện tích cà phê Việt Nam đạt trên 664.000
ha, sản lượng cà phê đạt trên 1,5 triệu tấn nhân/ năm xuất khẩu sang trên 80 quốc gia và
vùng lãnh thổ ( số liệu tháng 3/2019).
Ngành trồng trọt cà phê đang ngày một phát triển gia tăng về diện tích và sản lượng
ở nước ta theo từng năm. Cùng với sự phát triển đó thì ngành kỹ thuật chế biến cà phê
địi hỏi phải được nâng cao để đáp ứng cho nhu cầu của xã hội. Hiện nay ở nước ta chế
biến nhiều loại cà phê tiêu dùng nội địa và xuất khẩu như: cà phê nhân, cà phê hòa tan,
cà phê bột,… nhưng với quy mô nhỏ và chất lượng chưa cao. Hiện nay, Chính phủ và
các địa phương đã có nhiều chính sách ưu đãi cho ngành cà phê phát triển, nước ta đang
đẩy mạnh ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật để sản xuất ra nhiều loại cà phê với chất
lượng cao và năng suất lớn.
Từ đó đặt ra yêu cầu cấp thiết để xây dựng một nhà máy sản xuất cà phê nhân với
quy mô lớn, năng suất cao và ứng dụng khoa học kỹ thuật hiện đại để cho ra sản phẩm
chất lượng tốt nhất, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng và xuất khẩu. Từ tình hình thực tế đó,
em được giao cho đề tài “ Thiết kế nhà máy sản xuất cà phê nhân theo phương pháp ướt
với năng suất 400 kg sản phẩm /giờ và cà phê rang xay với năng suất 200 kg nguyên
liệu /giờ”.
SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

2


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

Chương 1: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

1.1.

Đặc điểm thiên nhiên
Tỉnh lâm Đồng là một vùng nguyên liệu trồng cà phê lớn của nước ta. Nên địa

điểm xây dựng nhà máy sẽ đặt ở cụm công nghiệp Tân Châu, huyện Di Linh, tỉnh Lâm
Đồng.
Huyện Di Linh là nơi có khí hậu thích hợp để trồng cà phê, nên nguồn nguyên
liệu ở đây sẽ dồi dào, cung cấp nguyên liệu lâu dài cho nhà máy.
Di Linh là một cao ngun có diện tích tự nhiên hơn 1614,63 km2 nên ta có thể
xây dựng nhà máy vừa đảm bảo diện tích, kết cấu xây dựng [16].
Hướng gió chính: Đơng Bắc
Nhiệt độ trung bình năm đạt 21,4℃ và khá ổn định trong năm, tháng có nhiệt độ
trung bình cao nhất là tháng 5 (22,9 ℃), tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất là tháng
1 (19,3 ℃) biên độ nhiệt trung bình năm đạt 3,6℃ [16].
1.2.

Vùng nguyên liệu

Vùng nguyên liệu rộng lớn, gần khu vực xây dựng nhà máy nên đảm bảo được
nguồn nguyên liệu dồi dào, lâu dài cho nhà máy sản xuất.
1.3. Hợp tác hóa

Xây dựng nhà máy trong cụm cơng nghiệp Tân Châu nên sẽ có thể hợp tác hóa
và liên hợp với các nhà máy lân cận trong cụm công nghiệp nên ta có thể tận dụng được
những cơng trình giao thơng xây dựng sẵn, nguồn điện, nước và các cơng trình phụ khác.
1.4. Nguồn cung cấp điện
Mạng lưới điện quốc gia 500KV hạ thế xuống 220V/ 380V do sở điện
lực tỉnh Lâm Đồng cấp. Ngoài ra để đảm bảo nhà máy hoạt động liên tục nhà máy mua
sẵn một máy phát điện dự phòng.
1.5. Nguồn cung cấp hơi
Hơi chủ yếu được lấy từ lò hơi của nhà máy dùng cho các thiết bị sử dụng nhiệt
Nhiên liệu
Dùng dầu FO để sử dụng cho lò hơi. Dùng xăng cho động cơ, dầu nhớt để bôi
trơn thiết bị
1.7. Nguồn cung cấp nước và vấn đề xử lý nước
Tùy theo mục đích sử dụng mà nước phải đảm bảo các chỉ tiêu hóa lý, hóa học,
vi sinh khác nhau.
Nhà máy sử dụng nước thủy cục phục vụ cho các q trình sản xuất chính của
nhà máy, nước này do các nhà máy cung cấp nên đã qua giai đoạn lắng, lọc và khử trùng.
1.6.

SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

3


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

1.8.

Thoát nước, xử lý rác thải và khí thải

Do nước thải của nhà máy chứa nhiều tạp bẩn nên ta phải xử lý sơ bộ trước khi
đưa vào hệ thống thoát nước chung của cụm công nghiệp.
Rác được thu gom và được mang đi xử lý định kỳ.
Khí thải chứa nhiều bụi bẩn nên ta cho qua cyclon để loại bỏ bụi bẩn đến khi đủ
tiêu chuẩn thì thải ra mơi trường.
Giao thơng vận tải
Hằng ngày nhà máy cần vận chuyển với khối lượng lớn, thông thường chở về
nhà máy gồm nguyên vật liệu, bao bì, nhãn hiệu,…kịp thời để đảm bảo nhà máy hoạt
1.9.

động. Còn vận chuyển sản phẩm đến nơi tiêu thụ, vận chuyển phế liệu,..nên vấn đề giao
thông mang ý nghĩa vơ cùng quan trọng.
Hun Di Linh có QL20 đi ngang qua, từ Đà Lạt đi thành phố Hồ Chí Minh và
QL28 ngang qua đi từ Đắc Nơng đi Bình Thuận nên thuận tiên trong giao thông vận
chuyển để đảm bảo sự liên thông cho nhà máy với các khu vực khác [16].
1.10. Năng suất nhà máy
Dựa và khả năng cung cấp nguyên liệu, nguồn nguyên liệu dồi dào của địa
phương, cũng như khả năng tiêu thụ, gần khu dân cư, giao thông thuận lợi nên ta chọn
năng xuất cà phê nhân của nhà máy là 400 kg sản phẩm/ giờ.
Thuận lợi về nguồn nguyên liệu, huyện Di Linh là một địa phương trồng cà phê
lớn, xung quanh các khu vực lân cận cũng là những vùng trồng cà phê nổi tiếng của
nước ta.
1.11. Cung cấp công nhân
Nhà máy đặt ở khu vực tập trung đông dân cư nên giải quyết được việc làm cho
người dân mà nhà máy cũng khơng tốn nhiều chi phí đưa đón, nhà ở cho công nhân lao
động phổ thông.
Đội ngũ cán bộ kỹ thuật phải qua đào tạo tại các trường cao đẳng, đại học trên
cả nước. Đặc biệt là đội ngũ từ các trường đại học ở Đại Học Đà Nẵng, Huế,…

Kết luận: với những đặc điểm và điều kiện thuận lợi đã được phân tích như trên, em
quyết định chọn đặt nhà máy tại cụm công nghiệp Tân Châu, huyện Di Linh, tỉnh Lâm
Đồng.

SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

4


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

2.1 Tổng quan về nguyên liệu
Các loại cà phê đều thuộc giống coffea, gồm gần 70 loại khác nhau, chỉ có khoảng
10 loại đáng chú ý về giá trị trồng trọt. Trên thế giới hiện nay người ta thường trồng 3
loại cà phê chính :giống Arabica, giống Robusta, giống Chari.
Các giống này đều có thời gian thu hoạch khác nhau nên có thể bổ sung thời vụ
cho việc trồng và thu hoạch các giống chính.
2.1.1. Cà phê Arabica (cà phê chè)
Đây là loại cây được trồng nhiều nhất trên thế giới. Nguồn gốc của giống này là ở
cao ngun Etiơpia vùng nhiệt đới Đơng Châu Phi.

Hình 2.1 Cà phê Arabica
Đặc tính
Cây cà phê Arabica cao từ 3-5m, trong điều kiện đất đai thuận lợi có thể cao đến
7m, độc thân hoặc nhiều thân, lá hình trứng hoặc hình lưỡi mác, quả thường hình trứng
có khi hình cầu, khi quả chín có màu đỏ tươi, một số giống khi chín có màu vàng đường

kính quả 10-15mm. Số lượng quả 800-1200 quả/kg, thời gian nuôi quả từ 6-7 tháng.
Trong điều kiện thời tiết khí hậu ở miền Bắc, cà phê Arabica chín rộ vào tháng 12 và
tháng 1. Ở Tây Nguyên cà phê chín sớm hơn 2-3 tháng so với miền Bắc, khi quả chín
nếu bị mưa dễ nứt và rụng [1, tr 9].
Trong 1 quả có 2 nhân, một số ít quả có 3 nhân. Nhân có vỏ lụa màu bạc bám
cứng vào nhân. Ngoài vỏ lụa là vỏ trấu cứng, ngoài cùng là vỏ thịt. Từ 5-7 kg quả sẽ thu
được 1kg nhân cà phê sống. Màu hạt xám xanh, xanh lục, xanh nhạt, tùy theo cách chế
biến. Lượng cafein có trong nhân khoảng 1,5% tùy theo giống [1, tr 10].
2.1.2. Cà phê Robusta (cà phê vối)
Nguồn gốc khu vực sông Công Gô miền núi vùng thấp xích đạo và nhiệt đới Tây
Châu Phi.
SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

5


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

Hình 2.2 Quả cà phê Robusta
- Đặc tính
Robusta cao từ 5-7m quả hình trứng hoặc hình trịn, quả chín có màu đỏ thẫm.
Vỏ quả cứng và dai hơn cà phê Arabica. Từ 5-6 kg quả sẽ thu được 1kg cà phê nhân.
Quả chín từ tháng 2 đến tháng 4 ở miền Bắc, ở Tây nguyên chín sớm hơn từ tháng 12
đến tháng 2. Đặc biệt loại cà phê Robusta không ra hoa kết quả tại các mắt cũ của cành.
Nhân hình hơi trịn, to ngang vỏ lụa màu ánh nâu bạc. Màu sắc của nhân xám xanh, xanh
bạc vàng mỡ gà ….tùy thuộc chủng và phương pháp chế biến lượng cafein có khoảng
1-3% [1, tr 10].
2.1.3. Cà phê Chari ( cà phê mít)

Nguồn gốc ở xứ Ubangui Chari thuộc biển hồ gần sa mạc Xahara, loại này được
đưa vào Việt Nam 1905.

Hình 2.3 Quả cà phê mít

- Đặc tính
Chari cây lớn cao 6- 15 m lá hình trứng hoặc lưỡi mác, gân lá nổi nhiều ở mặt dưới,
quả hình trứng nuốm hơi lồi và to. Quả chín cùng 1 lúc với đợt hoa mới, cho nên trên
SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

6


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

cùng một đốt cành có thể có đồng thời quả chín, quả xanh, nụ hoa, hoa nở và nụ quả, đó
là điều bất lợi trong thu hoạch. Quả thường chín vào tháng 5 đến tháng 7 [1, tr 10].
2.2. Thành phần hoá học của quả cà phê
2.2.1. Cấu tạo và giải phẩu quả cà phê

Hình 2.4 Nhân cà phê
Quả cà phê gồm có những phần sau: Lớp vỏ quả, lớp nhớt, lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa
và nhân.
Là lớp vỏ ngoài, mềm, ngoài bì có màu đỏ, vỏ cà phê chè mềm hơn cà phê vối
và cà phê mít [1, tr 12].
2.2.1.1. Lớp vỏ thịt
Nằm dưới lớp vỏ mỏng hay còn gọi là trung bì, vỏ thịt cà phê chè mềm chứa
nhiều chất ngọt, dễ xay xát hơn. Vỏ thịt cà phê mít cứng và dày hơn[1, tr 12].

2.2.1.2. Lớp vỏ trấu
Hạt cà phê sau khi loại bỏ các chất nhờn và phơi khơ gọi là cà phê thóc, vì bao
bọc nhân là một lớp vỏ cứng nhiều chất xơ mềm gọi là vỏ trấu tức là nội bì. Vỏ trấu cà
phê chè mỏng hơn và dễ đập hơn là vỏ trấu cà phê vối và cà phê mít [1, tr 13].
2.2.1.3. Lớp vỏ lụa
Bao bọc quanh nhân cà phê còn một lớp vỏ mỏng, mềm gọi là vỏ lụa. Chúng có
màu sắc khác nhau tùy theo loại cà phê. Vỏ lụa cà phê chè có màu trắng bạc rất mỏng
và dễ bong ra khỏi hạt trong quá trình chế biến. Vỏ lụa cà phê vối màu nâu nhạt, vỏ lụa
cà phê mít màu vàng nhạt bám sát vào nhân cà phê [1, tr 14].
2.2.1.4. Nhân cà phê
Đây là lớp trong cùng của quả cà phê, phía ngồi của nhân là lớp tế bào rất cứng
có những tế bào nhỏ chứa những chất dầu. Phía trong có những tế bào lớn và mềm hơn.
Một quả cà phê thường có 1, 2 hoặc 3 nhân, thơng thường thì chỉ 2 nhân [1, tr 15].
2.2.2. Thành phần hóa học của các phần cấu tạo quả cà phê
2.2.2.1. Thành phần hóa học của vỏ quả
Vỏ quả cà phê khi chín có màu đỏ, chứa chất antoxian và vết của ancaloit, tanin,
cafein, các loại enzim. Trong vỏ quả có khoảng 21,5-30% chất khơ.
SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

7


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của vỏ quả [1, tr 13].
Thành phần hóa học

Cà phê chè(g/100g) Cà phê vối(g/100g)

Protein

9,2 – 11,2

9,17

Chất béo

1,73

2,00

Cellulose

13,16

27,65

Tro

3,22

3,33

Hợp chất khơng có N

66,16

57,15

Tanin

-

14,42

Pectin

-

4,07

Caffeine

0,58

0,25

2.2.2.2. Thành phần hóa học của lớp nhớt
Độ PH của lớp lớp nhớt tùy theo độ chín của quả thường từ: 5,6÷5,7 đơi lúc lên
tới 6,4. Trong lớp nhớt đặc biệt có men pectinaza phân giải pectin trong quá trình lên
men [1, tr 14].
Bảng 2.2 Thành phần hóa học của lớp nhớt [1, tr 14].
Thành phần hóa học

Cà phê chè

Cà phê vối

Pectin
Đường khử
Đường không khử

33%
30%
20%

39%
46%

Xenlulo và tro

17%

2.2.2.3. Thành phần hóa học của vỏ trấu
Gồm có xenlulo là chủ yếu, trong vỏ trấu có một ít cafein, khoảng 0,4% do từ
nhân khuếch tán ra lúc lên men hoặc lúc phơi khơ.
Trong vỏ trấu có khoảng 0,4% cafein từ nhân khuyếch tán ra lúc lên men hoặc lúc
phơi khô. Vỏ trấu dễ cháy dùng làm chất đốt, có thể đóng thành bánh khơng cần chất
dính bằng các loại máy ép than, ép mùn cưa [1, tr 14].
Bảng 2.3 Thành phần hoá học của vỏ trấu [1, tr 15].
Thành phần hố học

Cà phê chè

Cà phê vối

Hợp chất có dầu
Protein

Xenlulo
Hemi xenlulo
Chất tro
Đường

0,35%
1,46
61,8
11,6
0,96
27,0

0,35%
2,22
67,8
3,3
-

SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

8


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

Pantosan

0,2

-

2.2.2.4. Thành phần hóa học của nhân
Cà phê nhân nhân ở dạng thương phẩm gồm có: nước, chất khống, Lipit, Protit,
Gluxit. Ngồi ra, cịn có những chất mà ta thường gặp trong thực vật là những axit hữu
cơ chủ yếu là axit Clorogenic và các chất Ancaloit. Trên thế giới cũng như trong nước
ta đã có nhiều nghiên cứu và phân tích thành phần hóa học của nhân cà phê.
Ngồi ra, trong nhân cà phê cịn có một lượng đáng kể Vitamin, các chất bay hơi
và cấu tử của mùi thơm.
Từ cà phê nhân ta sẽ chế biến tạo nên các sản phẩm khác: cà phê rang, cà phê bột
thơ, cà phê hịa tan,… hoặc các sản phẩm phối chế: cà phê sữa, sôcôla,… tạo nên sự
phong phú đa dạng cho sản phẩm.
Như vậy, cà phê nhân đóng vai trị quan trọng trong các nhà máy sản xuất cà phê
rang, cà phê rang xay, cà phê bột hồ tan vì nó là ngun liệu chính của các nhà máy này.
Hiện nay, trên thế giới cũng như trong nước có rất nhiều nhà máy sản xuất cà phê rang,
cà phê rang xay nên nhu cầu về cà phê nhân là rất lớn. Muốn đánh giá tác dụng các thành
phần hóa học của nhân cà phê đến phẩm chất nước pha cà phê cần phải biết những biến
đổi của các thành phần ấy trong quá trình chế biến, đặc biệt là trong quá trình rang.
Hiện nay, người ta đã tìm ra có tới hơn 70 chất thơm hỗn hợp lại thành mùi thơm
đặc biệt của cà phê. Trong cà phê chủ yếu là Vitamin nhóm B như: B1, B2, B6,…và các
loại axit hữu cơ là tiền các loại Vitamin [1, tr 16].
Bảng 2.4 Thành phần hóa học của nhân cà phê [1, tr 16].
Thành phần hóa học

Tính bằng g/100g

Nước

8-12

Chất béo

4-18

Đạm

1.8-2.5

Protein

9-16

Cafein

0.8-2

Axit clorogenic

2-8

Trigonenlin

1-3

Tannin

2

Axit cafetanic

8-9

Axit cafeic

1

Pantosan

5

Tinh bột

5-23

SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

Tính bằng mg/100g

GVHD: Đặng Minh Nhật

9


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

Dextrin

0.85

Đường

5-10

Xenlulo

10-20

Hemixenlulo

20

Linhin

4

Tro

2.5-4.5

Ca

85-100

P

130-150

Fe

3-10

Na

4

Mn

1-45

Rb, Cu, F

Vết

2.3. Tổng quan về sản phẩm
+ Cà phê quả tươi (Cherry coffee): Cà phê quả còn tươi thuộc chi Coffea sau khi
thu hoạch và trước khi làm khô.
+ Cà phê quả khô (Husk coffee): Cà phê quả tươi sau khi được làm khơ bằng
phương pháp khơ hoặc sấy.
+ Cà phê thóc khơ: Là dạng cà phê mà nhân cịn bọc một lớp vỏ trấu.
+ Cà phê nhân: Là dạng cà phê sau khi đã bóc hết các lớp vỏ bên ngồi.
+ Cà phê vùng gió mùa: Là cà phê nhân thu được từ cà phê khơng rửa, ở vùng
nhiệt đới gió mùa, nên dễ bị hút ẩm làm cho nhân nở ra và màu của nhân chuyển thành
màu vàng hoặc màu sáng.
+ Cà phê đánh bóng: Cà phê nhân được chế biến ướt được bóc vỏ lụa bằng tác
động cơ học làm mặt cà phê bóng và đẹp hơn [11].
2.4. Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng cà phê
2.4.1. Ảnh hưởng của loại đất trồng cà phê
Ảnh hưởng rất lớn đến mùi vị và màu sắc của cà phê.
Nếu cà phê trồng trên đất bazan thì cây tốt, khỏe, sản lượng cao, phẩm chất cà phê

tốt cịn có một hương vị đậm đà, mùi vị thơm ngon hơn các loại cà phê trồng trên các
loại đất khác [1, tr 10].
2.4.2. Ảnh hưởng của chế độ chăm sóc kỹ thuật
Chế độ chăm sóc kỹ thuật trong thời gian trồng cà phê rất quan trọng, người trồng
cà phê quyết định chất lượng cà phê [1, tr 10].
Các biện pháp chăm sóc kỹ thuật gồm có:
SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

10


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

- Tủ gốc cây cà phê
- Đánh nhánh tạo hình cây.
- Phân bón đúng kỳ và đúng số lượng cần thiết.
- Số lượng và cây bóng mát cần thiết cho từng loại cà phê.
- Phòng trừ sâu bệnh hại cà phê.
2.4.3. Ảnh hưởng của độ cao
Độ cao cũng ảnh hưởng đến chất lượng của cà phê. Cà phê trồng ở trên cao thì
có hương vị đặc biệt và xếp hạng cao hơn cà phê trồng ở vị trí thấp [1, tr 10].
2.4.4. Ảnh hưởng của giống
Giống cà phê có một ý nghĩa quyết định đến chất lượng cà phê. Chính chất lượng
vốn có của sản phẩm chứa đựng trong giống. Sự khác nhau về chất lượng giữa các loại
cà phê chè, vối, mít cũng do giống quyết định. Nước pha cà phê chè có hương vị thơm,
dịu, nước pha cà phê vối ít thơm và hơi đắng chát nhưng đậm đà. Ngay trong một loại
thì các giống khác nhau thì cũng khác nhau [1, tr 10].
2.4.5. Ảnh hưởng của sâu bệnh

Sâu bệnh tấn công cũng sẽ làm cho hạt cà phê bị hư hại. Mọt đục quả cà phê tạo
ra các hạt thủng, có rãnh. Ngồi mọt đục quả ra thì các loại sâu khác cũng gây hại đến
cà phê. Chúng đục rỗng những quả cà phê khơ. Khi thời tiết nóng ẩm là lúc chúng làm
tổ trong nhân cà phê.
2.4.6. Ảnh hưởng của việc thu hái
Cà phê dù được chế biến theo phương pháp nào đều phải được thu hái khi quả
chín đều mới có sản phẩm chất lượng cao. Các hạt cà phê xanh non có tỉ trọng hạt thấp,
nước pha uống có vị ngái, khơng thơm, kém hấp dẫn. Quả cà phê q chín gây khó khăn
trong q trình xát đồng thời làm cho nước uống có mùi vỏ quả khơng hấp dẫn, nước
uống có chất lượng khơng cao [1, tr 10].
2.4.7. Ảnh hưởng của quá trình bảo quản, vận chuyển
Trong quá trình bảo quản, độ ẩm và nhiệt độ trong kho, đặc biệt là độ ẩm của hạt
cà phê đưa vào bảo quản có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cà phê.
Độ ẩm của hạt cà phê bảo quản phải dưới 13%. Độ ẩm của môi trường trong kho
bảo quản quá cao hoặc quá thấp có thể làm cho chất lượng cà phê trong kho bảo quản bị
giảm rõ rệt chủ yếu được biểu hiện ở sự biến đổi màu của hạt cà phê, chất lượng nước
uống [1, tr 11].
Với khâu vận chuyển ta quan tâm đến tình trạng vệ sinh của phương tiện vận
chuyển, ví dụ khơng dùng xe chở gia súc để vận chuyển cà phê, khơng dùng xe tải chở
phân hóa học để vận chuyển cà phê.
2.4.8. Ảnh hưởng của quá trình chế biến
SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

11


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

Quá trình chế biến là quá trình chuyển cà phê tươi thành cà phê nhân sau khi
loại bỏ toàn bộ vỏ quả, làm sạch nhớt, loại vỏ thóc và làm giảm hàm lượng nước trong
nhân cà phê xuống còn khoảng 13% [1, tr 11].
Cà phê được chế biến theo phương pháp khơ có thể tận dụng năng lượng mặt trời
để phơi. Sân phơi phải sạch, được lát gạch hoặc được xây bằng xi măng. Cà phê phơi
quá dày, không cào đảo cũng dễ bị nấm mốc xâm nhiễm, khi phơi trên sàn đất thì khó
tránh khỏi cà phê bị nhiễm mùi đất và bị nhiễm các loại vi sinh vật khác ảnh hưởng đến
chất lượng, vệ sinh an toàn thực phẩm của cà phê [1, tr 11].

SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

12


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

Chương 3 CHỌN VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ

3.1. Chọn phương pháp sản xuất
Để chế biến cà phê nhân, người ta cần phải loại bỏ vỏ quả, vỏ thịt, vỏ trấu, vỏ lụa
để tạo ra cà phê nhân với giá trị thương phẩm cao. Trong kỹ thuật chế biến cà phê nhân
có hai phương pháp chính: phương pháp chế biến ướt và phương pháp chế biến khô.
3.1.1. Phương pháp chế biến khô
Đây là phương pháp lâu đời và đơn giản hơn so với phương pháp ướt. Phương
pháp này được thực hiện như sau:
Phơi hay sấy cả quả: mục đích giảm độ ẩm của trái cà phê tươi đến khi độ ẩm của
trái cà phê đạt 11% thì ngừng. Hạt cà phê cần được cào đảo thường xuyên, che phủ cho
cà phê vào ban đêm và khi trời mưa để độ ẩm của khối đồng đều, hạn chế sự nhiễm các

vi sinh vật làm giảm mùi vị cà phê khi uống.
Phương pháp này chỉ áp dụng cho những nước có độ ẩm thấp. Nếu không độ ẩm
cao sẽ làm lớp chất nhầy bị lên men và cà phê sẽ nhanh chóng bị hư hỏng.
Ưu điểm: đơn giản, vốn đầu tư thấp, giá thành hạ
Nhược điểm: chất lượng sản phẩm không cao, phụ thuộc quá nhiều vào điều kiện
thời tiết, tốn diện tích sân phơi, cà phê lâu khô, dễ bị mốc, kéo dài thời gian sản xuất.
3.1.2. Phương pháp chế biến ướt
Gồm hai giai đoạn chính:
- Giai đoạn xát tươi và phơi sấy: loại bỏ các lớp vỏ thịt và các chất nhờn bên ngồi
và phơi sấy khơ dần đến độ ẩm nhất định.
- Giai đoạn xay xát và đánh bóng: loại bỏ lớp vỏ trấu, vỏ lụa tạo thành cà phê nhân.
Ưu điểm: chất lượng cao và ổn định, rút ngắn được thời gian sản xuất, giảm chi
phí nhân cơng, tăng năng suất của nhà máy.
Nhược điểm: q trình gia cơng phức tạp, tốn nhiều thiết bị và năng lượng,
đồng thời đòi hỏi dây chuyền công nghệ cũng như thao tác kỹ thuật cao.
3.1.3. Kết luận
Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm khác nhau và cho ra mỗi loại hương vị
cà phê khác nhau. Nhưng nhìn chung, phương pháp ướt cho ta năng suất và chất lượng
cà phê cao và ổn định hơn. Do đó ta quyết định chọn xây dựng nhà máy chế biến cà phê
theo phương pháp ướt.

SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

13


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

3.2. Quy trình cơng nghệ
3.2.1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ
Sơ đồ quy trình cơng nghệ chế biến theo phương pháp ướt [1].
Thu nhận nguyên liệu
Phân loại và làm sạch
Xát cà phê quả

Vỏ quả

Ngâm ủ (lên men)
Nước

Rửa nhớt
Làm ráo
Sấy
Cà phê thóc

Tạp chất

Sàng tạp chất
Xát khơ

Vỏ trấu

Đánh bóng
Phân loại theo kích thước
Phân loại theo trọng lượng
Phân loại theo màu sắc
Phối trộn
Cân, đóng bao

Sản phẩm

SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

14


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

3.2.2. Thuyết minh quy trình cơng nghệ
3.2.2.1 Thu nhận và bảo quản ngun
a, Thu nhận nguyên liệu
Cà phê được thu hái chủ yếu
bằng tay, cà phê chè thấp dễ hái. Đối
với cà phê mít thì cây cao, phải bắt
thang để hái. Cà phê là một loại sản
phẩm dễ bị mất phẩm chất nếu không
được thu hái đúng lúc, và chế biến kịp
thời.
Những yêu cầu khi thu hái cà phê:

Hình 3.1 Thu hái cà phê

-

Phải thu hái khi cà phê vừa chín tới (2/3 diện tích quả có màu đỏ), khơng
được để quả q chín, quả sẽ bị rụng và hao tổn chất dự trữ trong quả.

-

Khơng thu hái những quả cịn xanh, vì lúc đó chất dự trữ chưa đầy đủ, trong
q trình chế biến vỏ lụa bám chặt vào nhân, khó bóc và hạt sẽ nhăn nheo
Trong q trình thu hái khơng được làm tổ thương xây xát cho cà phê tránh
làm giảm năng suất cho mùa sau.
Giữ vệ sinh trong quá trình thu hái, khơng được để lẫn tạp chất vào nguyên

-

liệu, không được làm dập nát quả tạo điều kiện cho VSV xâm nhập, phát
triển gây thối rữa
Mỗi loại cà phê có thời gian chín và thu hoạch khác nhau. Cà phê chè và cà phê
mít chín tập trung hơn. Cà phê vối thường chín rải rác hơn. Thời gian thu rộ vào khoảng
20÷40 ngày, nên việc tập trung nhân lực thu hoạch rất chú trọng. Tùy thuộc vào thời tiết
khí hậu từng vùng mà cà phê có thể chín sớm hoặc muộn hơn ngồi ra cịn phụ thuộc
vào mức độ chăm bón.
Thơng thường thời vụ thu hoạch như sau:
‫ ٭‬Cà phê chè: từ tháng 11-12, ở Tây Nguyên thường thu hoạch sớm hơn khoảng
2 tháng.
‫ ٭‬Cà phê vối từ tháng 12, 1, 2, 3, 4 thu rộ vào tháng 2 và tháng 3.
‫ ٭‬Cà phê mít: tháng 5, 6, 7, 8, rộ vào tháng
Nhìn qua thời vụ thu hoạch của 3 loại cà phê ta thấy: Nếu trồng cả 3 loại cà phê
với một tỷ lệ thích hợp, thì sẽ có một sản lượng nguyên liệu tương đối ổn định tận
dụng được công suất của các cơ sở chế biến.
b. Bảo quản và vận chuyển nguyên liệu
Mục đích của quá trình bảo quản này nhằm điều phối nguyên liệu trong quá
SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

15


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

trình sản xuất. Tránh hiện tượng lãng phí nhân lực, thiết bị đồng thời cũng đảm bảo được
màu sắc và hương vị của thành phẩm.
Nguyên liệu sau khi thu hái nên chế biến càng nhanh càng tốt. Nếu chưa chế biến
ngay, không được đổ nguyên liệu thành đống mà phải được bảo quản nơi thống mát,
có mái che và rải thành từng lớp dày không quá 30cm trên nền sạch, khô, nhiệt độ trong
khối cà phê không quá 300C sau 2-3 giờ ta phải tiến hành đảo trộn. Thời gian bảo quản
càng ngắn càng tốt, thường không quá 36 giờ đối với cà phê Arabica(chè), 48h đối với
cà phê Robusta (vối) và cà phê mít.
3.2.2.2. Làm sạch và phân loại
a. Mục đích
Cà phê hái về thường có lẫn đất đá, rác cành, quả khô, quả to nhỏ khác nhau…
cho nên trước khi đưa vào máy xát tươi, nguyên liệu cần phải được làm sạch và phân
loại để tránh lẫn tạp chất trong nguyên liệu, làm cho kích thước của nguyên liệu đồng
đều. Rửa sạch cà phê trước khi đưa vào máy để tạo điều kiện tốt cho việc tăng năng suất
máy và độ bền của thiết bị, đảm bảo chất lượng sản phẩm [1 tr43].
b. Cơ sở của phương pháp làm sạch và phân loại
Làm sạch và phân loại nguyên liệu chủ yếu là dựa vào sự khác nhau về tính chất
vật lý, trạng thái của nguyên liệu và tạp chất. Đặc biệt chú ý đến các tạp chất khó làm
sạch để loại chúng ra, đồng thời phải áp dụng các phương pháp kinh tế nhất, có hiệu quả
nhất.
Hiện nay người ta thường dùng hai phương pháp làm sạch và phân loại nguyên
liệu là: sàn chấn động và bể xiphơng. Vì phương pháp bể xiphơng có thể khăc phục
được những nhược điểm của sàn chấn động là loại các tạp chất nặng làm cho nguyên
liệu được thuần khiết hơn, tránh được hiện tượng hư hỏng máy móc.Vì thế nên trong đồ

án sẽ chọn phương pháp bể xiphông.
Ưu điểm [ 2, tr 22]:
- Tách các tạp chất nhẹ, đảm bảo phẩm chất của sản phẩm thuần khiết.
- Làm mềm và rửa sạch quả tạo điều kiện tốt cho máy bóc vỏ quả tươi dễ dàng.
-Lợi dụng sức nước để đẩy khối cà phê vào máy xát tươi một cách điều hịa mà
khơng dùng sức người.
- Sự phân loại tốt vẫn theo trọng lượng riêng để có chế độ chế biến thích hợp.
Ngồi ra, bể xiphơng cịn có tác dụng chứa ngun liệu khi chưa chế biến kịp trong
thời gian ngắn, làm giảm sự bốc nóng tức thời của khối cà phê.
u cầu
Bể xiphơng phải có cửa lấy tạp chất nặng, nhẹ dễ dàng, vệ sinh thiết bị đơn giản.
Trong quá trình làm việc cần phải đảm bảo nguyên liệu chín đúng mức qua ống xiphông
SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

16


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

vào máy xát tươi thật đều đặn và liên tục nhưng lượng nước tiêu tốn là ít nhất. Chu kì làm
vệ sinh của bể xiphông nhỏ hơn 12 giờ. Tỷ lệ nước/nguyên liệu =3/1 là thích hợp. Lưu
lượng nước đưa vào có thể điều chỉnh một cách thuận lợi [2, tr 22].
Nguyên tắc
Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào sự khác nhau về tỉ trọng của các quả
cà phê và các tạp chất so với tỉ trọng của nước, loại bỏ các tạp chất nặng nhẹ, phân loại
cà phê trước khi đưa vào chế biến. Đối với những loại cà phê chín đúng mức, có khối
lượng riêng gần bằng 1 nên lơ lửng trong nước. Đối với cà phê quả chín có khối lượng
riêng nhỏ hơn 1 nên sẽ nổi lên. Cịn đối với cà phê xanh thì có khối lượng riêng lớn hơn

1 nên sẽ chìm xuống dưới [2, tr 22].
3.2.2.3. Xát cà phê quả tươi
a. Mục đích
Thành phần chủ yếu của lớp vỏ quả là nước, Gluxit, và Protein… những chất này
khơng tham gia vào q trình hình thành chất lượng cà phê mà cịn gây khó khăn cho
q trình chế biến như gây thối rữa đồng thời kéo dài thời gian sấy. Do đó phải tiến hành
loại bỏ lớp vỏ này. Ngoài ra, lớp vỏ thịt, thành phần chủ yếu là pectin cũng khơng có lợi
cho q trình [1, tr 43].
Để bóc vỏ quả, người ta thường dùng phương pháp cơ học, ở đây sử dụng máy
xát vỏ.
b. Yêu cầu của quá trình xát tươi
Sau khi xát tươi phải được hai phần chủ yếu: vỏ quả và cà phê thóc ướt. Cà phê
quả lẫn trong cà phê thóc ướt có thể tách ra và đem xát lại lần 2.
Cà phê sau khi xát tươi phải giữ nguyên hạt, tỉ lệ hạt dập vỡ càng ít càng tốt
(thường <6%). Nói chung là căn cứ vào tính chất kỹ thuật của nguyên liệu, thiết bị mà
điều chỉnh hiệu suất xát tươi thích hợp [1, tr 43].
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xát
- Tính chất của cà phê quả, loại, giống, độ đồng đều, trạng thái vỏ quả, độ ẩm cao
hay thấp
- Tính năng của thiết bị, kỹ thuật điều khiển và xử lý thiết bị
3.2.2.4. Ngâm ủ (lên men)
a. Mục đích
Cà phê sau khi xát tươi lớp nhớt vẫn cịn bám xung quanh vỏ thóc, đặc tính của
lớp nhớt này là không tan trong nước, thành phần chủ yếu của lớp nhớt là pectin chiếm
khoảng 5 – 6 % theo trọng lượng ngun liệu tươi, nó dính chặt vào vỏ trấu làm trở ngại
cho việc phơi sấy khô và bảo quản cà phê. Mặt khác trong lớp nhớt cịn chứa một lượng
đường khá lớn là mơi trường thuận lợi cho sự phát triển các loại nấm, vi khuẩn … Đặc
SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

17


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

biệt là các loại nấm mốc và vi sinh vật có hại gây trạng thái lên men, cũng có một số
nghiên cứu nước ngoài cho rằng ngâm ủ làm cho men hoạt động tăng chất thơm trong
cà phê sau q trình biến hố về hoá học, tăng thêm hương vị của cà phê. Nhưng cũng
có người cho rằng ngâm ủ khơng có ảnh hưởng gì đến hương vị và phẩm chất của cà
phê. Hiện nay vấn đề này vẫn còn tiếp tục tranh luận. Yêu cầu sau khi tách lớp nhớt cà
phê cần giữ được nguyên hạt và chất lượng của hạt không bị biến đổi xấu [1, tr 46].
b. Phương pháp
Cà phê sau khi xát vỏ tươi được chuyển lên bể để tiến hành lên men trong bể từ 6-10h
[ 1, tr 46].
Trong kỹ thuật chế biến cà phê theo phương pháp ướt, người ta có các biện pháp tách
lớp nhớt như sau [1, tr 46]:
- Phương pháp sinh hóa ( lên men)
- Phương pháp hóa học
- Phương pháp cơ học
- Phương pháp cơ hóa học
Vì phương pháp sinh hóa ( lên men) có khả năng tách lớp nhớt nhanh và triệt để và
không ảnh hưởng đến chất lượng của nguyên liệu, thuận lợi cho công đoạn tiếp theo nên
ta chọn phương pháp sinh hóa ( lên men).
Cơ sở của phương pháp sinh hóa
Phương pháp này dựa trên nguyên tắc dùng các enzim có trong bản thân nguyên
liệu và chế phẩm enzyme bổ sung làm tác nhân phân giải lớp nhớt thành những chất hồ
tan trong nước. Trong sản xuất, q trình ngâm ủ (lên men) yêu cầu phải đặt khối nguyên
liệu vào những điều kiện nhất định để đẩy mạnh quá trình phân giải lớp nhớt mà khơng
kéo theo q trình lên men phụ như lên men lactic, axetic, butiric … làm hại cho chất

lượng của thành phẩm [1, tr 46].
Trong lớp nhớt của cà phê có sẵn các enzym như enzym pectosinaza, pectinaza,
pectaza. Ngồi ra ta cịn bổ sung các chế phẩm enzym có bán sẵn trên thị trường như:
Lumipect-cp, Rohapect®-10L, pectina®...
Hàm lượng chế phẩm enzym sử dụng trong lên men trong vòng 6-10h là 50-60g/1 tấn
cà phê tươi
Trong quá trình ngâm ủ pectin bị phân hủy cho ra những sản phẩm sau [1, tr 46]:
C43H62O37 + H2O => C6H10O7 + CH3COOH + C6H12O6+C5H10O5 + CH3OH
Nhớt và các chất không hoà tan khác sẽ thối rửa lên men sơ bộ, mọc mầm sơ bộ
làm chất lượng cà phê được nâng cao. Quá trình lên men kết thúc khi ta tiến hành rửa
hạt cà phê để tách rượu, axit lactic, propionic, butiric…Thời gian lên men phải thích
SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

18


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

hợp, đúng thời điểm. Những hạt cà phê không đạt đủ độ lên men sẽ được loại bỏ vì chất
lượng khơng cao và hình dạng màu sắc bên ngồi của nó [1, tr 46].
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men
- Độ chín của quả
Yếu tố này rất quan trọng vì nếu quả cịn xanh lượng protopectin ( pectin khơng hồ
tan ), tinh bột nhiều gây khó khăn và kéo dài thời gian phân huỷ lớp vỏ nhớt [1, tr 47].
Thành phần của nước
Trong nước không được chứa lẫn một chất nào có tính chất làm ức chế sự hoạt
động của vi sinh vật, không chứa các chất bài tiết của vi sinh vật phân giải thành NH3
-

hoặc men thối có thể làm cho q trình lên men chậm lại hoặc đình chỉ tuỳ theo nồng
độ và độ pH của nước cũng ảnh hưởng đến quá trình lên men, nếu nhiệt độ thấp và pH
cao thì sẽ kéo theo thời gian lên men [1, tr 47].
- Khối lượng đống ủ
Cũng như các sản phẩm lên men khác, cần phải có đủ một khối lượng nhất định để
cho quá trình lên men tiến hành tốt, khơng bị bên ngồi cản trở. Khối lượng đống ủ ảnh
hưởng đến sự tạo thành nhiệt độ đống ủ, khối lượng lớn thì sự tạo thành nhiệt độ nhiều
và nhanh, giữ được nhiệt cần thiết cho q trình lên men mà khơng ảnh hưởng bởi một
mơi trường bên ngoài. Chiều dày lớp cà phê trong các bể ủ phải đảm bảo tối thiểu là
0.5m. Khoảng cách giữa thời gian ủ phải đảo đều khối cà phê 1 lần [1, tr 47].
Các bể ủ cà phê cần phải có mái che. Khối ủ nếu được che kín càng tốt, tuyệt đối
không được phơi nắng đống ủ.
- Nhiệt độ
Mỗi loại men có một nhiệt độ thích hợp. Đối với cà phê thì nhiệt độ thích hợp khoảng
35 – 420C [1, tr 47].
- Thời gian lên men
Nếu thời gian ngắn thì q trình phân giải lớp nhớt chưa hồn tồn, nếu thời gian lên
men kéo dài q thì ảnh hưởng đến màu sắc, hương vị của thành phẩm. Thời gian kết
thúc sự lên men khoảng 10 – 12 giờ đối với cà phê Arabica và 16 – 18 giờ đối với cà
phê Robusta và Chari [1, tr 47].
- Khoảng cách về thời gian thu hoạch và xát tươi
Nên xát tươi sớm sau khi thu hoạch ( tối đa 36 giờ ) để tránh sự lên men đầu tiên có
thể xảy ra ngay trong q trình cịn là quả ngun
3.2.2.5. Rửa nhớt
Đánh và rửa nhớt nhằm mục đích loại bỏ những vật phẩm tạo thành trong quá trình
lên men và những mảnh vỏ thịt cịn sót lại, dính vào vỏ thóc. Đây là cơng đoạn quan
trọng vì nếu cịn các vật phẩm trên bám vào hạt cà phê thóc, khơng những làm cho màu
SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

19


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

sắc, mùi vị của hạt bị ảnh hưởng mà còn kéo dài thời gian phơi sấy. Ở đây ta tiến hành
rửa đồng thời trong xilo lên men [1, tr 49].
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình rửa nhớt [ 1, tr 50]:
- Quá trình lên men
Lên men tốt hay xấu đều ảnh hưởng đến quá trình đánh và rửa nhớt. Nếu lên men
tốt, nhớt được phân huỷ hồn tồn thì q trình rửa nhớt sẽ dễ dàng và nhanh chóng,
hoặc ngược lại.
- Quá trình khuấy
Nếu dùng phương pháp cơ giới thì yêu cầu chính là tốc độ khuấy. Cần điều chỉnh tốc
độ vừa phải tùy theo kết quả lên men. Nếu tốc độ q nhỏ thì làm cho lớp nhớt khơng
được tách ra hồn tồn, nếu tốc dộ lớn q thì sự va đập giữa máy và nguyên liệu sẽ lớn
gây dập nát hoặc làm bong vỏ trấu ra khỏi nhân cà phê, hoặc vỏ trấu bị xé rách làm cho
nhân mất lớp bảo vệ đặc biệt là khi phơi nhân tiếp xúc trực tiếp với nắng làm đổi màu.
- Tỷ lệ nước
Nếu tỷ lệ nước/ nguyên liệu lớn thì sẽ kéo dài thời gian rửa nhớt. Nếu tỷ lệ nước/
nguyên liệu nhỏ sẽ làm tăng công suất của thiết bị. Thông thường có thể dùng tỷ lệ
khoảng 0,9 – 1,2.
Ở đây ta tiến hành phương pháp thủ công: rửa nhớt trực tiếp trong bể lên men bằng
phương pháp cơ học. Nước được bơm vào trong bể lên men, công nhân dùng dụng cụ
đảo trộn khối cà phê sau đó cà phê đã tách hết lớp nhớt được tháo ra ngoài.
3.2.2.6 . Làm ráo
a. Mục đích
Sau khi đã rửa sạch nhớt, lượng nước còn trong hạt và lượng nước bám xung quanh

vào khoảng 52- 60%. Thực nghiệm cho thấy rằng phần nước bám xung quanh chỉ vào
khoảng 8-10%. Nếu để nguyên lượng nước này mang cà phê đi sấy thì ảnh hưởng khơng
tốt đến màu sắc của nhân, vì khi nhiệt độ cao, lượng nước này sẽ gần sôi làm cho nhân
gần như luộc dẫn đến nhân cà phê sẽ có màu xanh thẫm và tốn nhiều thời gian sấy và
tốn thêm nhiên liệu. Nếu để nguyên cả vỏ thóc ướt mang phơi thì kéo dài thời gian phơi
và men mốc sẽ có đủ thời gian phát triển ngay trên sân. Vì vậy trước khi phơi cần làm
giảm lượng nước bề mặt của nó.
b. Cách tiến hành
Có nhiều phương pháp để làm ráo cà phê (ly tâm, dùng tháp gió, thủ cơng, sấy sơ
bộ). Ta chọn phương pháp thủ công: rãi cà phê thóc ướt trên những sàn lưới, dùng quạt
gió thổi khơng khí từ dưới lên trên với vận tốc 10-15m/s và thổi từ 6-9 giờ cà phê có thể
róc nước đến 90% số nước bám quanh hạt.
SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

20


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

3.2.2.7. Sấy
a. Mục đích
Nhằm làm giảm độ ẩm của cà phê từ 50-60% về 10-12% để thuận lợi cho quá trình
bảo quản và các quá trình chế biến tiếp theo [2, tr 44].
b. Tiến hành
Tiến hành sấy qua 2 giai đoạn [2, tr 44]:
- Giai đoạn 1: Sấy sơ bộ bằng phương pháp sấy tĩnh, tác nhân sấy là khói lị, bên
trên có quạt hút khơng khí ẩm vì nó phù hợp với quy mô sản xuất lớn và công
nghệ sản xuất hiện đại.

Sau sấy tĩnh độ ẩm của nguyên liệu đạt khoảng w = 40%
- Giai đoạn 2 : Dùng phương pháp sấy động và chọn thiết bị sấy thùng quay
Độ ẩm sau khi sấy w = 12%
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy
Thời gian sấy dài hay ngắn phụ thuộc vào các yếu tố sau [2, tr 45]:
- Nhiệt độ khơng khí nóng và vận tốc khơng khí nóng
- Độ ẩm khơng khí bên ngồi
- Độ ẩm ngun liệu ban đầu
d. Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng hạt cà phê
- Ở nhiệt độ cao, protein của hạt cà phê bị biến tính và keo tụ lại
- Chất béo trong hạt bị phân giải ở nhiệt độ cao, do đó hàm lượng acid béo trong
hạt tăng lên.
- Tinh bột trong hạt tạo thành dextrin dưới tác dụng của nhiệt độ.
- Ở nhiệt độ cao các loại men trong hạt bị đình chỉ hoạt động, vitamin bị tổn thất
nhiều [2, tr 45].
3.2.2.8. Sàng tách tạp chất
a. Mục đích
Cà phê thóc khơ có lẫn nhiều các tạp chất nặng nhẹ như kim loại, cành, lá, rơm
rác và các vỏ vụn cà phê, cần phải làm sạch rồi mới đưa vào máy xay xát để đảm bảo
cho thiết bị khỏi hư hỏng [1, tr 54].
b. Phương pháp thực hiện
Thường dùng sàng rung động để tách. Lưới sàng có lỗ khác nhau để các tạp chất
tách ra riêng và cà phê thóc ra riêng. Ở miệng phểu ra có gắn một nam châm vĩnh cửu
để hút các tạp chất kim loại. Bộ khung có tay truyền động gắn với trục khuỷu. Khi hoạt
động, máy bị giật lui đẩy sản phẩm đi [1, tr 54].
3.2.2.10. Xát khơ
a. Mục đích
SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

21


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

Cà phê thóc khô, vỏ trấu chiếm 25-35% trọng lượng hạt lớp này bao bọc lấy
nhân cà phê rất chắc, người ta phải dùng nhiều loại máy để bóc vỏ trấu ra. Sau khi xát
sản phẩm chính là cà phê nhân, tuy nhiên trong hỗn hợp còn lẫn nhiều thứ như cà phê
quả còn vỏ, cà phê tấm, vỏ quả, vỏ trấu,...cho nên ta phải xát khô với hiệu suất phải cao
[1, tr 56].
b. Phương pháp thực hiện
Có 3 loại chính: Nén và xé, đập và xé, văng và đập. Đối với cà phê thì vỏ quả
và vỏ trấu bọc rất chắc quanh nhân nên người ta thường dùng loại đập và xé, ma sát qua
các gờ của dao máy thì vỏ trấu mới bong ra được. Điển hình thường dùng là loại máy
trục ngang có gắn nhiều dao xiên nổi lên trên trục để ma sát với dao ngoài vỏ máy làm
bong vỏ trấu [1, tr 56].
3.2.2.11. Đánh bóng cà phê nhân
a. Mục đích
Cà phê nhân sau khi xát thì vẫn cịn lại một lớp vỏ lụa mỏng màu ánh bạc, đó là
lớp thứ tư của vỏ quả, lớp này chủ yếu là xenlulose nó khơng giúp ích gì cho q trình
tạo thành chất lượng của sản phẩm mà còn làm giảm giá trị cảm quan của nhân cà phê.
Vì vậy cà phê sau khi xát phải đưa đi đánh bóng để làm cho lớp vỏ lụa bong ra hoặc
mịn đi. Đó cũng là một chỉ tiêu không thể thiếu được của công nghiệp sản xuất cà phê
[1, tr 57].

b. Yêu cầu hạt sau khi đánh bóng
Nhiệt độ của khối cà phê khơng q 550C, sạch bóng khơng được vỏ trấu lẫn
khơng quá 5%. Độ sạch vỏ lụa sau khi đánh bóng phải đảm bảo yêu cầu [1, tr 57].
3.2.2.12. Phân loại theo kích thước

a. Mục đích
Cà phê sau khi ra khỏi máy đánh bóng thường người ta gọi là cà phê xô bao gồm
tất cả các loại cà phê xấu tốt, nặng, nhẹ, vỏ trấu, vỏ lụa, mảnh vỡ to nhỏ, cà phê quả
chưa bóc hết vỏ hoặc cịn một phần nhỏ … Cho nên người ta tiến hành phân cà phê xơ
ra các cỡ khác nhau theo kích thước. Nhằm tạo cho khối hạt đồng đều, làm cho công tác
phân loại trọng lượng tiếp theo được chính xác, đồng thời các bước tiếp theo được dễ
dàng và năng suất cao [1, tr 57].
b. Phương pháp thực hiện
Thường dùng sàng tròn quay hoặc sàng lắc để phân loại theo kích thước. Nguyên
tắc để phân loại theo kích thước là sự khác nhau về kích thước của hạt [1, tr 58].
3.2.2.13 Phân loại theo trọng lượng
a. Mục đích
SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

22


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

Sau khi phân loại theo kích thước thì hạt cà phê có sự đồng đều về mặt kích
thước nhưng chưa được đồng đều về trọng lượng vì cịn có những hạt lép, hạt bị sâu
bệnh…
b. Phương pháp thực hiện
Có nhiều loại thiết bị phân loại theo trọng lượng riêng nhưng thường dùng 2 loại
chính: Loại nằm ngang và loại thẳng đứng [1, tr 59].
- Loại nằm ngang: cà phê rơi từ trên xuống, quạt gió nằm ngang hơi chếch
thổi từ dưới lên. Do sự khác nhau của hạt mà được phân riêng làm nhiều loại khác nhau:
tạp chất, rác, bụi …

-Loại thẳng đứng: Catador.
3.2.2.14. Phân loại theo màu sắc
a. Mục đích
Để hạn chế số hạt lỗi ( hạt đen, hạt nâu) nhằm đạt được màu sắc đồng đều, tăng
chất lượng cảm quan.
b. Nguyên tắc
Thường phân loại dựa trên tiêu chuẩn nhà nước hoặc dựa trên hợp đồng buôn
bán với các cơ quan hữu quan hoặc giữa các nước với nhau và cũng thoã mãn được yêu
cầu của bên mua và bên sản xuất [1, tr 60].
c. Phương pháp thực hiện
Có hai cách phân loại: Phân loại bằng máy, phân loại bằng tay. Cà phê sau khi
phân loại phẩm cấp phải qua kiểm tra chất lượng xem đã đạt tiêu chuẩn hay chưa và
nhập kho [1, tr 60].
3.2.2.15. Phối trộn, cân, đóng bao
a. Phối trộn
Cà phê nhân sau khi đã phân loại, phân cấp xong cần pha trộn với nhau để được
cà phê theo đúng quy cách, cà phê thương phẩm theo tiêu chuẩn của nhà nước quy định.
Chỉ được pha trộn các loại cà phê tương tự về màu sắc, còn cỡ hạt thì theo đúng tiêu
chuẩn [1, tr 61].
b. Đóng bao
Cà phê sau khi phối trộn thường được đóng gói theo yêu cầu của khách hàng.
Đối với cà phê Arabica ta phải đóng bao hai lớp, lớp trong là lớp polyetylen và bao gai
ở ngồi. Đối với cà phê Robusta ta đóng gói trong một lớp bao gai. Trọng lượng mỗi
bao 50-70 kg. Việc ghi tên nhà sản xuất, nhãn hiệu, mẫu mã đều phải đúng theo quy
định của nhà nước [1, tr 61].

SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

23


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

3.2.2.16. Bảo quản
Cà phê nhân nếu tiếp xúc với môi trường xung quanh thì vi sinh vật sẽ xâm nhập
và làm hư hỏng. Bảo quản cà phê nhân nhằm đảm bảo chất lượng của sản phẩm, chuẩn
bị cho công đọan tiếp theo. Kéo dài thời gian bảo quản nếu đem đi xuất khẩu. Yêu cầu
bảo quản ở độ ẩm 10-12%, hàm lượng tạp chất càng ít càng tốt. Bảo quản trong điều
kiện kho tốt, cách ẩm, cách nhiệt tốt. Cần sát trùng, vệ sinh nhà kho trước khi xếp bao.
Với tiêu chuẩn này có thể bảo quản trong kho được 5 tháng [1, tr 61].

SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

24


Thiết kế nhà máy chế biến cà phê nhân theo phương pháp ướt và cà phê rang xay

3.3. Quy trình chế biến cà phê rang xay
3.3.1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ
Sơ đồ quy trình cơng nghệ chế biến cà phê rang xay từ cà phê nhân [3].
Cà phê nhân

Tiếp nhận

Phân loại, làm sạch

Rang

Làm nguội

Phối trộn

Ủ

Xay, nghiền, sàng

Bao gói bảo quản

SP cà phê rang xay

SVTH: Nguyễn Thị Hạnh

GVHD: Đặng Minh Nhật

25